EA028181B1 - Способ изготовления органического удобрения - Google Patents
Способ изготовления органического удобрения Download PDFInfo
- Publication number
- EA028181B1 EA028181B1 EA201300374A EA201300374A EA028181B1 EA 028181 B1 EA028181 B1 EA 028181B1 EA 201300374 A EA201300374 A EA 201300374A EA 201300374 A EA201300374 A EA 201300374A EA 028181 B1 EA028181 B1 EA 028181B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sorbent
- mixture
- weight
- wastewater
- parts
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D9/00—Other inorganic fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
- C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу изготовления органического удобрения, повышающему отношение нейтрализованной сточной воды к сорбенту, в котором сточной водой в виде одной или нескольких порций орошают природный сорбент на основе лигноцеллюлозы и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают в результате активности аэробных бактерий в течение 2-4 недель, температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°C, предусматривающему, что во время первого цикла на сорбент наносят от 8 до 10 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, во время второго цикла на смесь наносят от 6 до 8 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, во время третьего цикла на смесь наносят от 4 до 6 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, во время четвертого цикла на смесь наносят от 2 до 4 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, при этом всего за время всех четырех циклов на сорбент наносят от 20 до 30 вес.ч. сточной воды 1 вес.ч. исходного сорбента.
Description
Предлагается способ изготовления органического удобрения, основанного на натуральных материалах, содержащих лигноцеллюлозу, и жидких отходах, образующихся при производстве продукции растениеводства и животноводства.
Предпосылки создания изобретения
Остатки растений разлагаются и образуют гумус. Гумус улучшает питание растений за счет медленного высвобождения азота, фосфора и различных микроэлементов. Гумус также растворяет содержащиеся в почве минеральные вещества, улучшает структуру почвы и улучшает удержание почвой воды, а его тёмный цвет увеличивает температурную чувствительность.
Гумус обладает значительно более высокой биологической активностью по сравнению с минеральными удобрениями. Обычно гумус изготавливают из смеси соломы и экскрементов животных, которая разлагается в почве с помощью различных микроорганизмов, червей, насекомых и личинок насекомых. Хотя промышленное приготовление гумуса часто осуществляется механизированным способом, его отталкивающий запах делает этот процесс неприятным.
В используемых в настоящее время рецептурах можно компостировать растительные отходы, такие как солома, сено, городские растительные отходы, кухонные и бытовые отходы, отстой водосточной станции, кусочки дерева и опилки.
Аэробные процессы разложения вызывают компостирование биологических материалов.
Для качественного разложения компостируемых материалов важно поддерживать в компосте соответствующую влажность, обеспечить доступ воздуха к материалам и поддерживать подходящие соотношения между углеродом и азотом.
Влажность компоста связана с влажностью воздуха. Если компост слишком сырой, то не обеспечивается достаточный доступ воздуха, который необходим для аэробных микроорганизмов. Продолжается анаэробное разложение и образуется нежелательный зловонный заплесневелый продукт. Отношение (углерод:азот) влияет на интенсивность активности микроорганизмов и, следовательно, на время созревания компоста и образование гумуса. Оптимальным является отношение Ο:Ν = 20 или 30:1. В компост можно добавить земли, которая может способствовать удержанию воды и уменьшению запаха.
Растительный материал перед компостированием можно измельчать. Измельчение улучшает доступ воздуха как к растительному материалу, так и к микроорганизмам. Компостируемый материал также может подвергаться аэрации и гомогенизации с целью обеспечить к нему доступ воздуха.
В обычных условиях разложение может продолжаться 3-4 недели. Вызывающие реакцию микроорганизмы приводят к повышению температуры в компосте в диапазоне, например, от 50 до 70°С, в то время когда разлагаются сахара, крахмал и протеин, содержащиеся в органическом веществе. Температура снижается в течение приблизительно от четвертой до десятой недель, и компост приобретает коричневый цвет и мелкокомковатую структуру. Современные производители компоста обрабатывают биологически разлагаемые коммунально-бытовые отходы, городские растительные отходы и отстой водоочистительных станций.
Хорошо известны проблемы с жидкими отходами, которые включают загрязнение органическими веществами, в особенности суспензией - сточной водой животноводческих ферм. Подобные отходы представляют собой серьезную технологическую и экологическую проблемы. До настоящего времени не было найдено надежного способа удаления или обработки таких отходов.
Например, суспензия от животноводческих хозяйств вносится на поля, используются либо анаэробные процессы в реакторах для получения биогаза, либо аэробные на очистных станциях. В сельскохозяйственной практике чаще всего используют анаэробный процесс. Однако это наносит серьезный экологический и экономический вред, такой как загрязнение больших площадей органическими и неорганическими веществами; опасность заражения источников воды;
неприятный запах, распространяющийся на большие площади;
большая часть питательной ценности взвеси теряется при вымывании, что приводит к неоправданному использованию промышленных удобрений, которые также частично вымываются, значительно уменьшая эффективность их питательных веществ.
Анаэробные системы обычно связаны с производством биогаза, что требует значительных инвестиций. Помимо инвестиций, подобные системы вызывают огромные эксплуатационные расходы.
Аэробные системы требуют значительных инвестиций в строительство аэротенков и приобретение оборудования для осуществления аэробного процесса. Основной недостаток этих систем состоит в том, что эффект очистки при их использовании зависит от наружной температуры. Аэробные технологии не работают надежно в зимних условиях, и очистка становится неэффективной.
В вариантах выполнения, описанных в патенте ί','Ζ № 266152, вода обрабатывается активным углеродом или углеродом в сочетаниях. В вариантах выполнения, описанных в патенте АО № 190083, вода обрабатывается при помощи ионообменного фильтра. Согласно патенту СΖ № 266153 воду можно обрабатывать гидроксидом или оксидом кальция.
- 1 028181
В патенте ΟΖ № 277555 описывается ликвидация сточных вод, в частности, образующихся в пищевой промышленности и животноводстве. Сточная вода гомогенизируется с материалом, увеличивающим тиксотропию, и с активированными очищающими воду растениями. Этот тип смеси наносится в виде одной или нескольких партий на сорбирующий материал при насыщении воздухом в соотношении от 8 до 10 частей воды к одной части сорбента. Подходящие сорбенты включают солому, кукурузную солому, измельченный древесный материал или отходы растениеводства.
К недостаткам этого процесса относится низкое отношение нейтрализованной сточной воды к сорбенту (8-10:1).
В различных вариантах выполнения описанные способы производства органических удобрений дают реальные возможности исключить отрицательное воздействие на окружающую среду. Использование такого субстрата для удобрения может эффективно способствовать естественному восстановлению качества почвы и уменьшению загрязнения источников подземных вод.
Подробное описание
В этом документе описываются органическое удобрение и способ его изготовления.
Органическое удобрение, изготовленное путем компостирования природных материалов, содержащих лигноцеллюлозу, и жидких отходов, полученных, в частности, от животноводческих хозяйств, содержит не менее 35 вес.% сухого вещества, 25 вес.% органического вещества, не менее 20 вес.% гумуса и 1,5 вес.% азота. Биологически активный гумус, образованный в результате микробиологической активности, можно измерить путем определения количества органического вещества в смеси. В различных вариантах выполнения количество органического вещества можно определить, измеряя Сох, окисленный серной и хромовой кислотами и используя коэффициент, равный 1,7.
Способ изготовления органического удобрения, содержащего не менее 35 вес.% сухого вещества, не менее 25 вес.% органического вещества, не менее 20 вес.% гумуса и не менее 1,5 вес.% азота, посредством компостирования природных материалов, содержащих лигноцеллюлозу, и жидких отходов, перемешивания, аэрации и разложения компостируемой смеси в результате активности аэробных бактерий в течение по крайней мере четырех циклов, и в котором жидкие отходы содержат не менее 20 вес.% сточных вод животноводческих хозяйств, гомогенизированных с агентом, который включает одну или несколько производных крахмала или целлюлозы и от 7 до 11 вес.% сепаратора, содержащего смесь бентонита и бикарбоната натрия, предусматривает следующее:
во время первого цикла сточной водой в виде одной или нескольких порций орошают природный сорбент на основе лигноцеллюлозы и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают в результате активности аэробных бактерий в течение 2-4 недель, при этом на сорбент наносят от 8 до 10 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;
во время второго цикла компостируемую смесь из первого цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 6 до 8 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;
во время третьего цикла компостируемую смесь из второго цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 4 до 6 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;
во время четвертого цикла компостируемую смесь из третьего цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 2 до 4 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С, что приводит к образованию органического удобрения, при этом всего за время всех четырех циклов на сорбент наносят от 20 до 30 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента.
Подходящие агенты включают такие материалы, как производные крахмала или производные целлюлозы, которые увеличивают тиксотропию и поверхностное натяжение сточной воды, и сепараторы. Можно предусмотреть использование сепараторов для того, чтобы не допускать образования комков и увеличить растворимость производных крахмала или целлюлозы.
Отходы животноводства в виде суспензии можно смешать со сточными водами пищевой промышленности или с коммунально-бытовыми сточными водами. В различных вариантах выполнения сточная вода имеет содержание очищающих жидких средств и/или дезинфицирующих средств не более чем 0,01%.
В различных вариантах выполнения сорбент можно выбрать из группы таких материалов, как зерновая солома, рапсовая солома и кукурузная солома. Можно заменить до 30% этих материалов измель- 2 028181 ченным древесным материалом или коммунальными отходами, коммунальными или садовыми растительными отходами, другими отходами кукурузы или морскими водорослями.
В различных вариантах выполнения в качестве материала, увеличивающего тиксотропию и поверхностное натяжение, можно использовать термически модифицированный окисленный крахмал в количестве от 360 до 450 г/1000 кг сточных вод животноводческих хозяйств.
Компостирование может происходить циклически или непрерывно. Непрерывное компостирование может выполняться с использованием компостирующей машины, такой как ворошитель. Компостирующие машины могут измельчать сорбирующий материал, нагнетать и/или перемешивать сточную воду с сорбентом при одновременной аэрации смеси. Колебания температуры во время каждого цикла уменьшаются, а отношение количества сточных вод к сорбенту может быть не менее чем 25:1.
В различных вариантах выполнения сточные воды животноводства образованы из суспензии непереваренных остатков корма в водной фазе. Содержание сухого вещества может зависеть от таких параметров, как типы кормов, используемые технологии кормления и поения и т.п. Содержание сухого вещества в общем случае находится в пределах от 8 до 15 вес.% для мясного крупного рогатого скота, от 3 до 12% для свиней и от 10 до 25% для птицы. Содержание различных химических соединений может изменяться количественно и качественно. Соединения, важные с точки зрения последующего эффекта повышения плодородия почвы, обнаружены во всех типах сточных вод животноводства. Эти соединения включают мочевину и образующийся из нее аммиак. В них также содержатся фосфор, калий, магний, кальций и другие вещества.
Компостирование сопровождается физическим эффектом испарения аммиака вместе с некоторыми органическими веществами, а именно, образующими запах жирными кислотами. Химические и физические характеристики изменяются со временем. Эти изменения вызваны главным образом продолжающимися микробиологическими процессами. Свежая сточная вода с животноводческих ферм имеет рН около 7 и содержит ферменты уреазы, которые высвобождают из мочевины аммиак. Низкомолекулярные жирные кислоты испаряются вместе с аммиаком, и они вызывают запах.
Автор изобретения обнаружил, что испарение аммиака и жирных кислот можно уменьшить путем добавления производных крахмала или целлюлозы. Производные крахмала или целлюлозы увеличивают поверхностное натяжение и увеличивают тиксотропию и плотность сточных вод животноводческих хозяйств, а также их когезию с сорбентом. Эти вещества невозможно легко диспергировать в жидкости, что отрицательно влияет на растворимость. Для улучшения растворимости эти вещества можно смешать с такими сепараторами, как бентонит и бикарбонат натрия.
Функции агентов, добавляемых в сточные воды животноводческих хозяйств, относятся к трем типам свойств. Главным образом агенты регулируют поверхностное натяжение, тиксотропию и вязкость взвеси, что приводит к значительному увеличению связывающей способности сорбента.
Агенты также увеличивают активность микрофлоры в сточных водах животноводства. При добавлении полисахаридов ускоряется рост бактерий. Рост бактерий используется при аэробной ферментации сорбентов, содержащих лигноцеллюлозу.
И последним, но не менее важным является то, что эти агенты уменьшают запах, который сопровождает обработку сточных вод животноводства, и ограничивают потерю азота вследствие испарения аммиака.
Быстро размножающиеся микроорганизмы продолжают развиваться на питательной среде, содержащей агент. Штаммы бактерий Вас!етюМасеае и Рер!ососсасеае способны разлагать целлюлозу, и это является их функцией в пищеварительных трактах сельскохозяйственных животных. Размножение Вас!етюМасеае и РерЮсоссасеае определяет начало разложения, которое поддерживается присутствием кислорода. Процесс ферментации вещества, содержащего лигноцеллюлозу, приводит к быстрому повышению температуры и уменьшению содержания воды, поскольку вода испаряется и используется размножающимися микроорганизмами. Во время ферментации технологический процесс должен превратить аммонийный азот в органический комплекс, а микробиологическое разложение лигнозы должно превратить аммонийный азот в органический комплекс, который образуется из абсорбента и образовавшегося гумина.
В некоторых вариантах выполнения не менее 20% сточной воды животноводства должно быть не старше двух месяцев (а в зимние месяцы - не менее 30%) для того, чтобы создать условия для успешного процесса ферментации, который превращает сточную воду животноводства в пригодный для удобрения субстрат. В более старой сточной воде животноводческих хозяйств скорость процессов микробиологического разложения утрачивается ежедневно на 30%. В более старой сточной воде также теряется азот вследствие испарения аммиака. Это вызывает снижение содержания азота в конечном органическом удобрении и снижает эффективность этого продукта как удобрения.
Во время первого нанесения сточной воды на такой органический сорбент, как солома, кукурузная солома или опилки, отношение сточной воды к сорбенту может зависеть от используемого сорбента. Во время первой фазы насыщения можно достичь отношения от 4 до 7 вес.ч. сточной воды животноводческих хозяйств к 1 части опилок. Для соломы отношение сточной воды животноводческих хозяйств к соломе может быть от 7:1 до 10:1 по весу.
- 3 028181
Хотя такая смесь имеет удобрения даже после первого цикла, сорбент разлагается не полностью и его сорбирующая способность еще не исчерпана. Можно добавить еще одну порцию сточной воды. Пик температуры составляет между 50 и 70°С. Это приводит к неоднократному разрушению/инактивации патогенных и условно патогенных микроорганизмов и семян сорняков. Это также приводит к возрастанию содержания питательных веществ, в особенности азота, связанного в органический комплекс, а содержание аммонийного азота составляет менее 3% от общего количества азота.
Это также приводит к возрастанию количества гуминовых кислот вследствие разложения материала, содержащего лигноцеллюлозу, при благоприятном возрастании температуры. Более высокое содержание гуминовых кислот улучшает транспорт питательных веществ из почвы к растениям. Некоторые фракции гуминовых кислот, образованные солями тяжелых металлов, не растворяются в воде и замедляют циркуляцию тяжелых металлов в пищевой цепи.
Аммонийный азот преобразуется в нерастворимый в воде органический комплекс, что означает, что во время хранения не происходит потери питательных веществ или что потери пренебрежимо малы.
Регулирование тиксотропных свойств сточной воды увеличивает ее плотность и способность связываться с сорбентом. Предпочтительнее использовать производные целлюлозы и крахмала.
Изготовленное органическое удобрение может храниться на полях и способно заменить или радикально ограничить использование стандартных промышленно изготовленных удобрений.
Проведенные эксперименты с питательными веществами подтверждают увеличение прироста зеленой массы или объема продукции на 20-25%.
Конечный продукт, представляющий собой органическое удобрение, восстанавливает в почве биологическое равновесие и количество гумуса. Когда вносится это удобрение, оно уменьшает или предотвращает утечку азотосодержащих и других неорганических веществ в поверхностные воды. Конечное органическое удобрение поддерживает в почве благоприятную относительную влажность.
Во время изготовления органического удобрения семена сорняков разрушаются вследствие процесса ферментации.
Производство органического удобрения позволяет ликвидировать сточные воды животноводческих хозяйств посредством превращения сточной воды животноводческих хозяйств или ее смеси с коммунально-бытовыми водами в твердый субстрат. Неприятный запах уничтожается во время обработки сточных вод, а содержащиеся в них питательные вещества остаются в твердом органическом удобрении.
Органическое удобрение можно использовать в необходимое время, согласно практике земледелия. Производство органического удобрения можно осуществлять рядом с животноводческими фермами. В других вариантах выполнения обрабатывать другие жидкие отходы, содержащие органические загрязнители.
Примеры
Следующие примеры приводятся только в качестве иллюстраций, и они не предназначены для ограничения описания или какого-либо варианта выполнения.
Пример 1.
Суспензия, полученная от свиноводческого хозяйства и содержащая 5% сухого вещества, смешивалась с 400 г агента на 1 метрическую тонну сточной воды. Агент представлял собой тиксотропный агент, который содержал 89 вес.% термически модифицированного окисленного крахмала, 6 вес.% бентонита и 5 вес.% бикарбоната натрия. Сточная вода смешивалась в течение 2 ч с тиксотропным агентом.
Модифицированная вода наносилась на рапсовую или зерновую солому в отношении 10:1 по весу, и при этом смесь непрерывно аэрировалась. Процесс ферментации начинается через 27 ч. Через четыре дня, когда температура наружного воздуха достигала 20°С, температура внутри компостируемого материала достигала 62°С. Во время следующего цикла дополнительное количество модифицированной сточной воды вносилось в компостируемую смесь в отношении 8:1 по весу к исходному сорбенту, и при этом смесь непрерывно аэрировалась. Не позже чем через 20 ч температура компостируемой смеси достигла 65°С. Через 14 дней регулярной аэрации дополнительное количество модифицированной сточной воды вносилось в компостируемую смесь в отношении 5:1 по весу к исходному сорбенту. Четвертый цикл повторялся снова через три недели. Дополнительное количество сточной воды еще раз вносилось в компостируемую смесь в отношении 4:1 по весу к исходному сорбенту. В общем, на одну часть сорбента вносилось 31 весовая часть сточной воды. 20% суспензии, полученной от свиноводческого хозяйства, на втором и четвертом циклах заменялось другой сточной водой, полученной от сельскохозяйственного производства, и сточной водой, полученной при производстве картофельных чипсов.
Органическое удобрение содержало 37 вес.% сухого вещества, 25 вес.% органических веществ, 22 вес.% гумуса и 2 вес.% азота.
Жидкие отходы животноводства должны быть обработаны не позже чем через 14 дней с тем, чтобы сохранить их питательную ценность. Перемешивание можно осуществлять любым известным в данной области способом, включая насосы и/или мешалки. Затем модифицированную суспензию можно подавать на сорбент и/или наносить на него в любом формате, например, в цистернах (например, в передвижных цистернах). Перемешивание сорбента с вносимой суспензией можно осуществить механическим
- 4 028181 путем, например используя соединенную с трактором почвенную фрезу. Фронтальный погрузчик можно использовать для перемешивания сорбента и конечного субстрата. Этот процесс можно осуществить непосредственно в поле, и полученное органическое удобрение может храниться для дальнейшего использования. Утечки суспензии не происходит, и весь процесс можно осуществить даже при неблагоприятных погодных условиях (например, дожде, снеге, температуре до -15°С). Если участок слишком сырой или не доступен для тяжелой техники, процесс можно осуществить на твердой поверхности, в пустой силосной яме или любом другом подобном месте. Во время изготовления органического удобрения, согласно данному изобретению, в компостируемую смесь можно добавлять известняк или другие соединения.
Пример 2.
Весь способ изготовления органического удобрения был непрерывным. Сточная вода смешивалась с сорбентом при одновременной аэрации смеси, при этом колебания температуры во время каждого цикла уменьшались.
Смесь отходов растениеводства и коммунально-бытовых отходов использовалась в качестве сорбента в весовом отношении 1:1. Для начала процесса компостирования использовалось 100% суспензии, полученной от свиноводческих хозяйств, гомогенизированной с агентом, содержащим термически модифицированный крахмал, 3 вес.% бентонита и 4 вес.% бикарбоната натрия. 2 т суспензии, полученной от свиноводческих хозяйств, вносились партиями в течение одного дня на 1 метрическую тонну сорбента. Далее вносился отстой водоочистной станции, смешанный с жидкими отходами свиноводства в весовом отношении 6:4. Окончательная смесь содержала жидкую фазу и сорбент в отношении 25:1 по весу.
Полученное органическое удобрение содержало 35 вес.% сухого вещества, 25 вес.% органического вещества, 20 вес.% гумуса и 2,5 вес.% азота.
Эффективность процесса компостирования может зависеть от физических характеристик сорбента. Например, эффективность процесса компостирования может зависеть от размеров его поверхности, контактирующей с воздухом и жидкостью, и от его химического состава. Эффективность также может зависеть от микробиологического и химического состава сточных вод и погоды. Например, древесная щепа имеет меньшую поверхность, контактирующую с воздухом и жидкостью, чем солома, и в результате этого процесс разложения замедляется, а коммунально-бытовые отходы имеют более низкую ферментативную активность, чем жидкие отходы животноводства.
Дозы удобрений могут быть определены в сочетании с другими материалами. Например, описанную здесь композицию можно сочетать с промышленно изготавливаемыми удобрениями. Можно рекомендовать придерживаться дозы до 5% обычно используемых промышленных удобрений, а остальную часть заменить органическим удобрением в отношении между 1:8 и 1:10. Это означает, что 100 кг промышленно изготавливаемых удобрений можно заменить от 800 до 1000 кг органического удобрения. Как было описано выше, органическое удобрение можно разработать специально в соответствии с конкретными потребностями почвы с тем, чтобы можно было достичь оптимального эффекта повышения плодородия.
Заданное количество органического удобрения может вноситься в почву по-разному. Также может изменяться агротехнический период внесения удобрения. В различных вариантах выполнения органическое удобрение можно запахивать в почву, вносить без запахивания (например, при помощи комбинатора или дисковой бороны) или распределять по поверхности без непосредственного заделывания в почву. Потеря питательных веществ, в особенности азота, минимальна или вовсе отсутствует, когда созревшее органическое удобрение стабилизировано и азот до 99% связан в органических веществах.
Существующая деградация почвы вследствие избыточного внесения промышленно изготавливаемых удобрений вместе с использованием жидких отходов животноводства на очень больших территориях может достичь критического значения.
Одновременно происходит загрязнение водных ресурсов. Вся система управления водными ресурсами может оказаться в опасности на больших территориях.
Предложенных способ производства органического удобрения представляет в этом смысле реальную возможность исключить отрицательное воздействие на окружающую среду использования на полях жидких отходов животноводства при одновременном внесении избыточного количества промышленно изготавливаемых удобрений. Использование этого органического удобрения решает эти две неотложные задачи, приводит к естественному восстановлению качества и уменьшает загрязнение водных ресурсов.
Промышленная применимость
Органическое удобрение, основанное на природных материалах, содержащих лигноцеллюлозу, и жидких отходов, а именно суспензии, полученной от животноводческих хозяйств, и способ его производства могут использоваться в сельском хозяйстве и пищевой промышлености.
Claims (6)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ изготовления органического удобрения, содержащего не менее 35 вес.% сухого вещества, не менее 25 вес.% органического вещества, не менее 20 вес.% гумуса и не менее 1,5 вес.% азота, посредством компостирования природных материалов, содержащих лигноцеллюлозу, и жидких отходов, перемешивания, аэрации и разложения компостируемой смеси в результате активности аэробных бактерий в течение по крайней мере четырех циклов, в котором жидкие отходы содержат не менее 20 вес.% сточных вод животноводческих хозяйств, гомогенизированных с агентом, который включает одну или несколько производных крахмала или целлюлозы и от 7 до 11 вес.% сепаратора, содержащего смесь бентонита и бикарбоната натрия, в котором во время первого цикла сточной водой в виде одной или нескольких порций орошают природный сорбент на основе лигноцеллюлозы и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают в результате активности аэробных бактерий в течение 2-4 недель, при этом на сорбент наносят от 8 до 10 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;во время второго цикла компостируемую смесь из первого цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 6 до 8 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;во время третьего цикла компостируемую смесь из второго цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 4 до 6 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С;во время четвертого цикла компостируемую смесь из третьего цикла орошают дополнительным количеством сточной воды в виде одной или нескольких порций и одновременно с этим компостируемую смесь перемешивают, аэрируют и разлагают аэробными бактериями в течение еще 2-4 недель, при этом на смесь наносят от 2 до 4 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента, а температура компостируемой смеси достигает по крайней мере 50°С, что приводит к образованию органического удобрения, при этом всего за время всех четырех циклов на сорбент наносят от 20 до 30 вес.ч. сточной воды на 1 вес.ч. исходного сорбента.
- 2. Способ по п.1, в котором сточная вода, кроме того, содержит сточную воду пищевой промышленности или осадок, полученный от станции очистки коммунально-бытовых сточных вод, или оба вида сточных вод.
- 3. Способ по п.1, в котором сорбент выбирают из группы материалов, состоящей из зерновой соломы, рапсовой соломы, рисовой соломы, кукурузной соломы, измельченного древесного материала, коммунально-бытовых отходов, коммунальных или садовых растительных отходов или морских водорослей.
- 4. Способ по п.3, в котором сорбент содержит не менее 70 вес.% зерновой соломы, рапсовой соломы, рисовой соломы или их сочетания.
- 5. Способ по п.1, в котором производные крахмала содержат термически модифицированный окисленный крахмал в количестве от 360 до 450 г на 1000 кг суспензии.
- 6. Способ по п.1, который является непрерывным процессом, в котором используют машину для приготовления компоста, с помощью которой одновременно измельчают сорбент, перемешивают сточную воду с сорбентом, аэрируют смесь и вызывают разложение смеси аэробными бактериями, причем колебания температуры уменьшаются в течение каждого цикла, а отношение сточной воды к сорбенту составляет не менее чем 25:1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20100778A CZ303821B6 (cs) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | Organické hnojivo a zpusob jeho výroby |
CZPV2010-778 | 2010-10-26 | ||
PCT/CZ2011/000101 WO2012055379A1 (en) | 2010-10-26 | 2011-10-17 | Organic fertilizer and method of its production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201300374A1 EA201300374A1 (ru) | 2014-05-30 |
EA028181B1 true EA028181B1 (ru) | 2017-10-31 |
Family
ID=45444326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201300374A EA028181B1 (ru) | 2010-10-26 | 2011-10-17 | Способ изготовления органического удобрения |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9133067B2 (ru) |
EP (1) | EP2931680B1 (ru) |
JP (1) | JP5791728B2 (ru) |
CN (1) | CN103270003B (ru) |
AU (1) | AU2011320453B2 (ru) |
CA (1) | CA2815086C (ru) |
CZ (1) | CZ303821B6 (ru) |
DK (1) | DK2931680T3 (ru) |
EA (1) | EA028181B1 (ru) |
ES (1) | ES2684326T3 (ru) |
GE (1) | GEP20146208B (ru) |
HU (1) | HUE039238T2 (ru) |
PL (1) | PL2931680T3 (ru) |
SI (1) | SI2931680T1 (ru) |
UA (1) | UA110951C2 (ru) |
WO (1) | WO2012055379A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102303944B (zh) * | 2011-08-22 | 2014-08-27 | 广州新致晟环保科技机械设备有限公司 | 脱水污泥再处理方法 |
FR3012445B1 (fr) * | 2013-10-28 | 2015-12-04 | Rawya Lotfy Mansour | Composition pour fertiliser une terre agricole, un procede de fabrication de la composition et l'utilisation de ladite composition |
CN105893770A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-24 | 山东省水利科学研究院 | 一种气候变化和人类活动对流域水资源影响的量化方法 |
CZ2016490A3 (cs) * | 2016-08-11 | 2017-08-30 | Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. | Způsob a zařízení pro zpracování biologicky rozložitelných odpadů obsahujících suroviny živočišného původu na hnojivé substráty |
CN106745797A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 南宁市黑晶信息技术有限公司 | 一种制糖废水专用的高效污水处理剂及其制备方法 |
WO2023209497A1 (en) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | Paulee Cleantec Ltd. | Wastewater purification system |
CN115583743A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-01-10 | 烟台大学 | 一种淀粉废水的处理工艺 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB513139A (en) * | 1937-04-20 | 1939-10-04 | Ludwig Kuehnlenz | A method for producing manure from unstagnated sewage |
US2861877A (en) * | 1954-07-22 | 1958-11-25 | Modoc Peat Moss Company | Treatment of sewage sludge |
FR2288719A1 (fr) * | 1974-08-02 | 1976-05-21 | Isman Marcel | Procede et appareil de traitement des lisiers |
US3963470A (en) * | 1973-01-30 | 1976-06-15 | Haug Lester A | Process for treating decomposable organic waste materials |
US4053394A (en) * | 1974-04-18 | 1977-10-11 | Pliny Fisk | Process for separating and converting waste into useable products |
GB1498938A (en) * | 1973-10-11 | 1978-01-25 | Nat Res Dev | Composting |
WO1988006148A1 (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-25 | Moeller Rasmussen Hans | Method and plant for composting |
WO1991005749A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-05-02 | Otto Nockemann | Verfahren zur aeroben verrottung hochbelasteter abwässer |
EP0535544A1 (de) * | 1991-10-04 | 1993-04-07 | MANEKO, spol. s r.o. | Verfahren zur Abwasseraufbereitung |
EP0683144A1 (fr) * | 1994-05-20 | 1995-11-22 | Philippe Peultier | Procédé et installation de déshydratation par compostage d'effluents liquides |
US5810903A (en) * | 1996-08-23 | 1998-09-22 | Branconnier; Rene Joseph | Process for thermophilic aerobic fermentation of organic waste |
EP1350778A1 (fr) * | 2002-04-02 | 2003-10-08 | Isabelle Ard | Procédé de traitement de boues de stations d'épuration |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS190083B1 (en) | 1977-02-08 | 1979-05-31 | Jiri Mostecky | Method for the deodorisation and purification of water in water conservation,especially in large cattle fattening stations |
FR2495231A1 (fr) * | 1980-11-28 | 1982-06-04 | Sulzer Ag | Moteur hydraulique et transmission hydrostatique de puissance faisant appel a ce moteur |
CS266153B1 (cs) | 1985-02-12 | 1989-12-13 | Necesany Frantisek | Způsob čištěni odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat |
CS266152B1 (cs) | 1985-02-12 | 1989-12-13 | Necesany Frantisek | Způsob čištěni odpadních vod z velkochovu hospodářských zvířat |
DE4111314C2 (de) * | 1991-04-08 | 1995-04-20 | Allied Colloids Gmbh | Verfahren zur biologischen Trocknung von Klärschlamm |
DE4224368A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-27 | Solvay Umweltchemie Gmbh | Bodenverbessernde Zusammensetzung |
JP2003034589A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 有機性廃棄物を原料とするコンポストの製造方法及びその装置 |
DE60336843D1 (de) * | 2002-11-01 | 2011-06-01 | Texas A & M Univ Sys | Verfahren und systeme zur vorbehandlung und verarbeitung von biomasse |
WO2008059749A1 (fr) * | 2006-11-15 | 2008-05-22 | Menicon Co., Ltd. | Procédé de traitement de compostage et compost obtenu par ce procédé |
JP5137423B2 (ja) * | 2007-03-05 | 2013-02-06 | 久幸 岸 | 発酵堆肥化処理法及び装置 |
-
2010
- 2010-10-26 CZ CZ20100778A patent/CZ303821B6/cs unknown
-
2011
- 2011-10-17 AU AU2011320453A patent/AU2011320453B2/en not_active Ceased
- 2011-10-17 US US13/880,564 patent/US9133067B2/en active Active
- 2011-10-17 PL PL11804629T patent/PL2931680T3/pl unknown
- 2011-10-17 CN CN201180062712.0A patent/CN103270003B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-17 JP JP2013535277A patent/JP5791728B2/ja active Active
- 2011-10-17 GE GEAP201113096A patent/GEP20146208B/en unknown
- 2011-10-17 EA EA201300374A patent/EA028181B1/ru unknown
- 2011-10-17 SI SI201131517T patent/SI2931680T1/en unknown
- 2011-10-17 EP EP11804629.1A patent/EP2931680B1/en active Active
- 2011-10-17 HU HUE11804629A patent/HUE039238T2/hu unknown
- 2011-10-17 DK DK11804629.1T patent/DK2931680T3/en active
- 2011-10-17 ES ES11804629.1T patent/ES2684326T3/es active Active
- 2011-10-17 WO PCT/CZ2011/000101 patent/WO2012055379A1/en active Application Filing
- 2011-10-17 CA CA2815086A patent/CA2815086C/en active Active
- 2011-10-17 UA UAA201306484A patent/UA110951C2/uk unknown
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB513139A (en) * | 1937-04-20 | 1939-10-04 | Ludwig Kuehnlenz | A method for producing manure from unstagnated sewage |
US2861877A (en) * | 1954-07-22 | 1958-11-25 | Modoc Peat Moss Company | Treatment of sewage sludge |
US3963470A (en) * | 1973-01-30 | 1976-06-15 | Haug Lester A | Process for treating decomposable organic waste materials |
GB1498938A (en) * | 1973-10-11 | 1978-01-25 | Nat Res Dev | Composting |
US4053394A (en) * | 1974-04-18 | 1977-10-11 | Pliny Fisk | Process for separating and converting waste into useable products |
FR2288719A1 (fr) * | 1974-08-02 | 1976-05-21 | Isman Marcel | Procede et appareil de traitement des lisiers |
WO1988006148A1 (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-25 | Moeller Rasmussen Hans | Method and plant for composting |
WO1991005749A1 (de) * | 1989-10-12 | 1991-05-02 | Otto Nockemann | Verfahren zur aeroben verrottung hochbelasteter abwässer |
EP0535544A1 (de) * | 1991-10-04 | 1993-04-07 | MANEKO, spol. s r.o. | Verfahren zur Abwasseraufbereitung |
EP0683144A1 (fr) * | 1994-05-20 | 1995-11-22 | Philippe Peultier | Procédé et installation de déshydratation par compostage d'effluents liquides |
US5810903A (en) * | 1996-08-23 | 1998-09-22 | Branconnier; Rene Joseph | Process for thermophilic aerobic fermentation of organic waste |
EP1350778A1 (fr) * | 2002-04-02 | 2003-10-08 | Isabelle Ard | Procédé de traitement de boues de stations d'épuration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2815086C (en) | 2016-12-13 |
AU2011320453B2 (en) | 2015-11-05 |
CN103270003B (zh) | 2015-05-20 |
HUE039238T2 (hu) | 2018-12-28 |
WO2012055379A4 (en) | 2012-08-30 |
US20130199255A1 (en) | 2013-08-08 |
JP2013545702A (ja) | 2013-12-26 |
EP2931680A1 (en) | 2015-10-21 |
WO2012055379A1 (en) | 2012-05-03 |
US9133067B2 (en) | 2015-09-15 |
ES2684326T3 (es) | 2018-10-02 |
UA110951C2 (uk) | 2016-03-10 |
AU2011320453A1 (en) | 2013-05-02 |
DK2931680T3 (en) | 2018-07-16 |
CZ2010778A3 (cs) | 2012-06-27 |
PL2931680T3 (pl) | 2018-10-31 |
CZ303821B6 (cs) | 2013-05-15 |
GEP20146208B (en) | 2014-12-10 |
JP5791728B2 (ja) | 2015-10-07 |
CA2815086A1 (en) | 2012-05-03 |
CN103270003A (zh) | 2013-08-28 |
EA201300374A1 (ru) | 2014-05-30 |
SI2931680T1 (en) | 2018-08-31 |
EP2931680B1 (en) | 2018-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101696137B (zh) | 一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法 | |
CN103964935B (zh) | 有机活化肥料 | |
US8034148B2 (en) | Methods and compositions for soil amendments and organic waste management | |
CA2815086C (en) | Organic fertilizer and method of its production | |
Mushtaq et al. | Humification of poultry waste and rice husk using additives and its application | |
CN104003773A (zh) | 一种生物有机肥及其制备方法 | |
Haga | Development of composting technology in animal waste treatment-review | |
CN112266298A (zh) | 生物方式处理污泥的方法 | |
JP3378412B2 (ja) | 有機質肥料の製造方法 | |
KR20040017512A (ko) | 상토의 제조방법 | |
CN110540441A (zh) | 一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法 | |
Soto et al. | Vermicomposting of tomato wastes | |
JP3716322B2 (ja) | 生物系有機質廃棄物の処理方法 | |
Rahman | 11. Production and evaluation of vermicompost from different types of livestock manures | |
Shakywal et al. | Role of Organic Manure for Improving Soil Health | |
KR20130071515A (ko) | 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 수팽윤성 고분자에 의한 수분조절제 | |
RU2786704C1 (ru) | Способ получения органоминерального удобрения из биоморфных силицитов и отходов сельскохозяйственного производства | |
CN109987998A (zh) | 一种无公害生态有机肥料 | |
CN106977240A (zh) | 一种新型的生物有机肥发酵腐熟剂的制备 | |
KR20130066802A (ko) | 음폐수 활용을 통한 가축분뇨의 ph조절 및 액비화 방법 | |
KR20220106327A (ko) | 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물 | |
KR19980063340A (ko) | 아미노산 원액과 Fly ash를 이용한 수분조절재 및 비료제조 방법 농가보급형 가축분뇨처리 시스템 | |
Mani | Manure For Vegetable Production | |
Batista et al. | MILLIPEDES OR EARTHWORMS? COMPOSTING WITH INVERTEBRATES ON A HOUSEHOLD SCALE | |
SK1552002A3 (en) | Process for the industrial treatment of poultry litter |